离子交换树脂与水污染控制范例.ppt

3.3、离子交换选择性 平衡吸着率 设：fR-B/fR-A=C； f A/fB=1 选择性系数 K//C=K a=b=1 Q 为树脂的全交换容量； q 为B 在离子交换树脂上平衡交换量； C0、C 为水中B离子的初始和平衡浓度。 影响离子交换的选择性 1 在常温、稀溶液中 离子价数越高，与固定离子的静电引力越大，越优先交换。 Cr3+＞Ca2+＞Na+ PO43+＞SO42-＞Cl- 同价离子原子序数越大，与固定离子的静电引力越大；稀土元素相反。 2 在高浓度的溶液中 由于离子的水化作用不充分，水合离子的半径接近离子半径，原子序数越大，离子半径增大，离子表面电荷密度相对减小，与固定离子的静电引力越小。 3 树脂的结构和性质 树脂的交联度：交联度越高，选择性增加 强酸(碱)、弱酸碱树脂的交换 4 溶液的温度和pH 温度升高，K值增大，离子和固定基团交换势增大。 pH值： 影响某些离子的存在状态， Cr2O72-+OH-=2CrO42-+H+ 影响弱酸、碱树脂固定基团的电离。 4离子交换树脂离子交换速度 树脂颗粒 水膜 B B (1) (2) (3) (A) (4) (5) (6) A 外 扩 散 薄膜扩散 内 扩 散 4.1交换过程 4.2.1 液膜扩散 离子浓度 溶液离子浓度低，树脂交换容量大时，液膜扩散受阻。 溶液离子浓度过高，树脂易发生收缩现象，内扩散受阻。 水流速度 水流速度增加，水膜变薄，液膜扩散加快。 树脂颗粒的大小 树脂颗粒小，比表面积增加，利于液膜扩散。 4.2影响交换速度的因素 离子电荷 离子电荷越大，扩散系数越小，不利于液膜扩散。 树脂交联度 交联度越低，树脂网孔越大，有利于离子的内扩散。 离子的水化度 离子水化程度大，水合离子半径越大，不利于离子的内扩散。 水溶液的温度 提高水温同时加快液膜扩散和颗粒内扩散 4.2.2 树脂颗粒内扩散 5、离子交换树脂离子交换设计 (一) 根据废水水质和处理 要求，选择离子交换剂。 (二) 选择合适的再生剂，估算其用量。 (三) 根据去除对象确定工艺流程及工艺参数。 1 工艺流程的确定 2 主要工艺参数 交换速度 15～35m/h； 反冲速度 15m/h 再生剂流速 10～15m/h 再生效率 ＞80% (四) 离子交换柱尺寸确定 1 离子交换柱高度H H = H1+H2+H3 H1—树脂层高度； H2—树脂层以上高度，膨胀率40～80%； H3— 底部配水区高度(0.4m) 2 交换柱内径D 式中：Q—处理水量； (D≤3m) n—并联台数； u— 交换速度。 (五) 树脂用量确定 TQ(C0—C) = n E工 f · H1 V= ( n ＋ n′) f · H1 式中： T— 有效工作时间； Q— 水量； C0、C— 进、出水浓度； E工—工作交换容量； f— 交换柱截面积； V— 树脂体积； n′— 备用台数。 一.水污染控制 1.水污染定义 2污染分类 3水污染 - 主要特征 4中国水污染现状 5近几年我国重大水污染事件